JPH05146864A - 鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャビティ内の真空度を検知するために設置
される真空度検知装置が溶湯により破損することを防止
しつつ、同検知装置によりキャビティ内の真空度を正確
に測定できるようにする。 【構成】 キャビティ５と真空装置６との間のエア通路
７には、同エア通路７を開閉可能なエアカットピン８を
設け、このエアカットピン８よりも真空装置６側に真空
度検知装置９を設置することにより、同真空度検知装置
９が溶湯Ｗに浸積することを確実に防止した上で、エア
通路７を十分に太く形成してキャビティ５から遠く離れ
た部位に真空度検知装置９を設置しても同キャビティ５
内の真空度を正確に測定できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、キャビティ内に溶湯を
充填して鋳造する鋳造装置に関し、特に、溶湯の充填に
先立ってキャビティ内を真空にしておく鋳造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の鋳造装置は、例えば
特開平２−１５５５５７号公報あるいは実開平３−３１
０５８号公報等により知られている。

【０００３】この従来の鋳造装置２０は、図２に示すよ
うにキャビティ２４内を真空にするための真空装置２
５、およびこの真空装置２５により得られる真空度を検
知するための真空度検知装置２６を備えている。この真
空度検知装置２６は、図示するように上記キャビティ２
４と真空装置２５とを連通するエア通路２３であって、
キャビティ２４の近傍に焼結ベント３０を介して設置さ
れていた。

【０００４】この構成により、キャビティ２４内に溶湯
Ｗを充填するに先立って同キャビティ２４内を真空引き
するにあたり、同キャビティ２４内の真空度を測定する
ことができ、所定の真空度に達したことを確認したうえ
でゲートピストン２７を移動させて湯口２４ａを開き、
キャビティ２４内に溶湯Ｗを素早く充填することができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の鋳造装置２０にあっては、真空度検知装置２６の設
置部位に問題があった。

【０００６】すなわち、上記エア通路２３はエアを通す
ことはできるが溶湯は流入しないよう形成する必要があ
るため、その断面積は非常に小さなものとなっている
（概ね、２ｍｍ² 程度）。

【０００７】従って、このエア通路２３を経てキャビテ
ィ２４内を真空引きする構成の本装置２０にあっては、
キャビティ２４内の真空度が、真空装置２５によって実
際に達成されているキャビティ２４外の真空度と必ずし
も一致しない場合があった。このことから、キャビティ
２４内の真空度を正確に測定するためには、真空度検知
装置２６は極力キャビティ２４に近い部位に設置する必
要があった。

【０００８】ここで、キャビティ２４内の真空度が正確
に測定されず所定値に達していない場合には、同キャビ
ティ２４内への溶湯Ｗの充填に時間がかかり、このため
に湯回り不良等が発生し、よって製品不良を頻発する問
題があった。

【０００９】一方、上記したようにエア通路２３は溶湯
が流入しないよう極小の断面積で形成されているのであ
るが、熱膨張等により若干の溶湯Ｗの流入は避けられ
ず、従って、この真空度検知装置２６をキャビティ２４
に近づける程、同装置２６は溶湯Ｗに浸積して、あるい
は溶湯Ｗの発する高熱のために破損する恐れがある。こ
のため従来は、図示するように焼結ベント３０を介して
真空度検知装置２６を設置していたのであるが、この焼
結ベント３０の目詰まり等によりキャビティ２４内の正
確な真空度の測定は困難であった。

【００１０】このように、従来は真空度検知装置２６の
破損の防止とキャビティ２４内の真空度の正確な測定と
いう相反する要求を両立させることが困難であった。

【００１１】本発明はこの問題に鑑みなされたもので、
真空度検知装置の破損は確実に防止されつつ、キャビテ
ィ内の真空度を正確に測定することのできる鋳造装置を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では上記問題点を
解決するため、キャビティと真空装置とを連通するエア
通路に該エア通路を開閉可能なエアカットピンを設け、
真空度検知装置を該エアカットピンよりも前記真空装置
側のエア通路に設けた。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、キャビティ内への溶湯の充
填は次のようにして行われる。先ず、ゲートピストンに
より湯口を閉止してキャビティと溶湯供給源とを遮断
し、かつエアカットピンを開放してキャビティと真空装
置との間のエア通路を連通した後、真空装置を作動させ
てキャビティ内を真空引きする。真空度検知装置により
エア通路内の真空度が所定値に達したことが確認された
ならば、エアカットピンを閉じてエア通路を遮断し、然
る後、ゲートピストンを移動して湯口を開放する。湯口
が開放されると、キャビティ内と溶湯供給源との差圧に
より、キャビティ内に溶湯が充填される。

【００１４】このように、キャビティ内に溶湯が充填さ
れる際には、エアカットピンが閉じられてエア通路が遮
断された状態とされており、従って、溶湯はエアカット
ピンによりそれ以上エア通路内を流入することが阻止さ
れ、このエアカットピンよりも真空装置寄りに設置され
た真空度検知装置に到ることはない。

【００１５】また、エアカットピンにより溶湯が真空度
検知装置にまで到ることは防止されるのでエア通路の断
面積を十分に大きく形成することができ、よって、キャ
ビティ内の真空度とキャビティ外の真空度とは瞬時に同
一値となる。従って、真空度検知装置をキャビティから
十分に離れた部位に設置した場合であっても、キャビテ
ィ内の真空度は正確に測定される。

【００１６】このことから、この真空度検知装置が溶湯
に浸積したりあるいはその高熱によって破損することは
確実に防止され、しかもキャビティ内の真空度を正確に
測定することができる。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の実施例を図１に基づいて説明
する。図１は、型締め状態での本例の鋳造装置１の全体
を示している。なお、本例では、キャビティ５内に充填
された溶湯Ｗを加圧し、この加圧状態で溶湯Ｗを冷却凝
固させる形式の鋳造装置を例示して説明するものである
が、図では、そのための加圧装置は省略してある。

【００１８】本装置１は、可動型である上型２と固定型
である下型３とからなる本体部と、この本体部に溶湯Ｗ
を供給するための溶湯供給源４とから構成されている。

【００１９】上型２は、プレート２ａを介して昇降装置
２ｂに取付けられており、一定のストロークで昇降する
ようになっている。下型３は、固定プレート３ａに固定
されている。この上下の両型２，３が型締めされてキャ
ビティ５が形成される。

【００２０】さて、上記上型２には中空部１０が形成さ
れており、この中空部１０には真空装置６が接続されて
いる。また、この中空部１０の底部には上記キャビティ
５に到るエア通路７が形成されている。このエア通路７
は、中空部１０の底部から下型３との合わせ面（上型２
の下面）に貫通する縦孔部７ａと、この縦孔部７ａの下
端からキャビティ５に到る間において合わせ面に形成さ
れた横溝部７ｂとから形成されている。縦孔部７ａの断
面積と横溝部７ｂのそれとはほぼ同一となっている。

【００２１】このエア通路７を経て、真空装置６により
キャビティ５の真空引きが行われるのであり、このエア
通路７は、キャビティ５内の真空引きを行うのに十分な
断面積（概ね、３００ｍｍ² 程度）で形成されている。
従って、真空装置６を作動させれば中空部１０が真空引
きされると同時にキャビティ５内の真空引きが行われ、
このキャビティ５内の真空度と中空部１０の真空度とは
常に一致するようになっている。

【００２２】次に、中空部１０の底部には、上記エア通
路７を開閉するためのエアカットピン８が取付けられて
いる。このエアカットピン８は油圧シリンダ８ａにより
上下方向にストロークするよう支持されており、下端に
ストロークして上記横溝部７ｂ内に突出してエア通路７
を遮断し、上端にストロークして横溝部７ｂ内から退避
しこれによりエア通路７が開放されるようになってい
る。

【００２３】また、この中空部１０の側壁であって、真
空装置６との接続部の近傍には、同真空装置６によって
得られる真空度を測定するための真空度検知装置９が取
付けられている。この真空度検知装置９が取付けられた
部位は、キャビティ５から十分に離れた部位となってお
り、溶湯の浸積はもちろんこの溶湯の熱的影響のほとん
どない部位となっている。

【００２４】なお、図中１１は、鋳造後型開きをする際
に、凝固した溶湯（製品）を上型２からスムーズに離型
させるためのエジェクタ装置である。

【００２５】このように形成された上下両型２，３のキ
ャビティ５は、溶湯供給通路としてのストーク１３によ
って溶湯供給源４と連通されている。

【００２６】このストーク１３は、下型３のほぼ中央を
図示上下方向（重力方向）に貫通して取付けられてお
り、その上端部において大気に開放され、ほぼ中程にお
いて湯口５ａを経てキャビティ５と連通されている。な
お、図示は省略したがこのストーク１３には加熱装置が
装着されており、このストーク１３内の溶湯Ｗが冷却さ
れて凝固しないようになっている。

【００２７】このストーク１３内には、ゲートピン１２
が摺動可能に内装されており、このゲートピン１２が上
下動することでキャビティ５の湯口５ａが開閉され、こ
れにより同キャビティ５とストーク１３すなわち溶湯供
給源４とが連通され、または遮断されるようになってい
る。すなわち、キャビティ５の真空引きが行われる際に
は、ゲートピストン１２は下方に移動して湯口５ａを遮
蔽し、これによりキャビティ５が密閉状態とされる。

【００２８】また、図示は省略したがこのゲートピスト
ン１２には、エアは通すが溶湯は流入することのできな
い小径の通気孔が形成されており、これによりゲートピ
ストン１２とストーク１３内の溶湯Ｗとの間のエアが排
気され、またこの溶湯Ｗに大気圧が負荷されるようにな
っている。

【００２９】溶湯供給源４は、加圧装置１７が接続され
た密閉箱体状の保持炉１５中に溶湯Ｗが貯留された溶解
炉１４を納めて構成したもので、前記ストーク１３は気
密性が確保された状態で保持炉１５内に挿入されて溶解
炉１４に浸積されている。

【００３０】このように構成された溶湯供給源４によれ
ば、加圧装置１７を作動させて保持炉１５内を加圧する
ことにより、溶解炉１４中の溶湯Ｗの湯面が加圧され、
これにより溶湯Ｗは重力に抗してストーク１３を上昇し
てキャビティ５（本体側）に供給され、逆に、加圧装置
１７を停止するとともに図示しない排気バルブを開いて
保持炉１５内を徐々に大気開放すれば、ストーク１３内
の溶湯Ｗはその自重により徐々に下がって溶解炉１４内
に戻されるようになっている。なお、ストーク１３内の
溶湯Ｗには、上記ゲートピストン１２に形成された通気
孔を介して大気圧が負荷されている。

【００３１】次に、以上のように構成された鋳造装置１
による一連の鋳造工程について順次説明する。先ず、キ
ャビティ５に溶湯Ｗを充填するに先立って、キャビティ
５内の真空引きが行われる。すなわち、エアカットピン
８が横溝部７ｂから退去してエア通路７が開放されて、
キャビティ５と中空部１０が連通された状態とされる。

【００３２】次に、真空装置６を作動させて中空部１０
およびキャビティ５内の真空引きを行う。そして、真空
度検知装置９により中空部１０の真空度が所定値に達し
たことを確認したならば、エアカットピン８を横溝部７
ｂ内に突出させてエア通路７を閉止する。これによりキ
ャビティ５と中空部１０とは遮断される。

【００３３】一方、上記キャビティ５の真空引きに並行
して溶湯供給源４においては、加圧装置１７が作動され
て溶解炉１４中の溶湯Ｗの湯面が加圧され、これにより
溶湯Ｗはストーク１３内を上昇してゲートピストン１２
の下面に接触する位置にまで到っている。ここで、この
ゲートピストン１２は、キャビティ５の湯口５ａを遮断
する位置にあり、よって溶湯Ｗはキャビティ５内に流入
することなく、湯口５ａの直前で流動が阻止されてい
る。

【００３４】このようにして、キャビティ５内を所定の
真空度にまで減圧し、かつ溶湯Ｗをゲートピストン１２
の下面にまで上昇させた状態としたならば、ゲートピス
トン１５を上方に移動させてキャビティ５の湯口５ａを
開放する。これにより、溶湯Ｗは、キャビティ５と溶湯
供給源４側との圧力差によりキャビティ５内に素早く充
填される。

【００３５】充填が完了したならば、ゲートピストン１
２を下降させてふたたび湯口５ａを閉じ、キャビティ５
とストーク１３内に残留する溶湯Ｗとを分離する。そし
て、溶湯供給源４側において、加圧装置１７を停止して
保持炉１５内を徐々に大気開放することにより、上記ス
トーク１３内の残留溶湯Ｗを溶解炉１４中に戻してお
く。一方、キャビティ５に充填された溶湯Ｗは図示しな
い加圧装置により加圧され、この加圧状態で冷却されて
凝固する。然る後、ゲートピストン１２を上方に戻し
て、型開きし、製品を取り出すことにより一連の鋳造工
程が終了する。

【００３６】なお、キャビティ５とエアカットピン８間
のエア通路７内に侵入して凝固した溶湯は製品とともに
型から取り出され、仕上げ加工で取り除かれる。

【００３７】本実施例は以上のように構成したものであ
り、この構成によれば次のような作用効果をなす。すな
わち、キャビティ５内を真空引きするにあたって、エア
カットピン８はエア通路７から退避してこのエア通路７
は開放され、しかもこのエア通路７は縦孔部７ａのみな
らず横溝部７ｂも十分に大きな断面積で形成されてい
る。

【００３８】このことから、真空装置６を作動させれ
ば、キャビティ５内は中空部１０内と同じ減圧率で真空
引きされ、キャビティ５内の真空度と中空部１０内の真
空度とは一致した状態で真空引きされる。従って、中空
部１０内に設置された真空度検知装置９によってキャビ
ティ５内の真空度を正確に測定することができる。

【００３９】しかも、エア通路７は従来よりも大きく形
成されているので、キャビティ５の真空引きを短時間で
行うことができるようになる。

【００４０】また、キャビティ５内が所定の真空度にま
で減圧された時点で、エアカットピン８がエア通路７内
に突出されて同エア通路７は遮断され、この状態でキャ
ビティ５内に溶湯Ｗが充填される。従って、充填された
溶湯Ｗはエアカットピン８に阻止されてそれ以上エア通
路７内を流入することはなく、よって中空部１０内に設
置された真空度検知装置９が従来のように溶湯Ｗに浸積
することは確実に防止される。このことから、従来のよ
うに焼結ベントを介してこの真空度検知装置９を設置す
る必要はなく、中空部１０ひいてはキャビティ５内の真
空度を一層正確に測定することができる。

【００４１】以上説明したように、エア通路７は十分に
大きな断面積で形成されているので、キャビティ５から
十分に離れた部位に設置されていても同キャビティ５内
の真空度を正確に測定することができ、しかも溶湯Ｗが
充填される際には上記エア通路７はエアカットピン８に
よって遮断されるので真空度検知装置９が溶湯に浸積す
ることはなく、また溶湯Ｗの熱影響もほとんどなくな
る。

【００４２】このように、本例の鋳造装置１によれば、
真空度検知装置９の作動不良あるいは破損は確実に防止
され、しかもキャビティ５内の真空度を正確に測定する
ことができ、従来困難であった真空度検知装置の破損防
止とキャビティ内の真空度の正確な測定という相反する
要求を両立させることができる。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、エア通路にエアカットピンを
設け、このエアカットピンよりも真空装置側に真空度検
知装置を設置したことから、真空度検知装置が溶湯に浸
積して破損することは確実に防止され、しかもエア通路
を従来よりも大きく形成することができるので、この真
空度検知装置をキャビティから離れた部位に設置した場
合であってもキャビティ内の真空度を正確に測定するこ
とができ、従来困難であった上記相反する要求は満足さ
れ、ひいては鋳造装置の生産性を良好に維持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る鋳造装置の全体図である。

【図２】従来の鋳造装置の全体図である。

【符号の説明】

１，２０…鋳造装置 ２，２１…上型、３，２２…下型 ４…溶湯供給源 ５，２４…キャビティ、５ａ…湯口 ６，２５…真空装置 ７，２３…エア通路 ８…エアカットピン ９，２６…真空度検知装置 １０…中空部 １２，２７…ゲートピストン １３…ストーク（溶湯供給通路） １４，２８…溶解炉、１５…保持炉 １７…加圧装置 Ｗ…溶湯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 唐木 満尋 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型締めした時にキャビティを形成する可
   動型と固定型と、該キャビティ内を真空にするための真
   空装置と、該真空装置により得られる前記キャビティ内
   の真空度を測定するための真空度検知装置とを備えた鋳
   造装置において、 前記キャビティと前記真空装置とを連通するエア通路に
   該エア通路を開閉可能なエアカットピンを設け、前記真
   空度検知装置を該エアカットピンよりも前記真空装置側
   のエア通路に設けたことを特徴とする鋳造装置。